生物沸石人工濕地處理分散養(yǎng)豬沖洗水性能,畜禽養(yǎng)殖廢水主要由尿液、殘余的糞便、飼料殘?jiān)蜎_洗水等組成,具有COD、SS、NH4+-N含量高、可生化性好、水質(zhì)水量變化大、含有致病菌并有惡臭等特點(diǎn)。由于畜禽糞尿的淋溶性很強(qiáng),糞尿中的N、P及水溶性有機(jī)物等淋溶量很大,這些污染物如不進(jìn)行適當(dāng)處理就排放于環(huán)境或直接農(nóng)用,將會(huì)造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染。限于經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件,分散養(yǎng)豬廢水僅僅只是進(jìn)入沼氣池,厭氧發(fā)酵之后直接排出,仍是面源污染的重要來源。

分散養(yǎng)豬沖洗水經(jīng)厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)處理后仍含有高濃度有機(jī)物、N和P。為強(qiáng)化人工濕地對(duì)其的處理性能,在前期研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)生物沸石的硝化速率,基于生物沸石快速吸附-再生動(dòng)態(tài)平衡技術(shù),構(gòu)建了三級(jí)生物沸石人工濕地,考察其啟動(dòng)階段性能、出水時(shí)污染物隨時(shí)間變化、啟動(dòng)后性能以及生物沸石層ORP分布,以期為其實(shí)際推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

基于生物沸石的三級(jí)人工濕地可實(shí)現(xiàn)分散養(yǎng)豬廢水厭氧出水(ABR處理)的高效處理。水力負(fù)荷為0.047m3·(m2·d)-1時(shí),可將分散養(yǎng)豬廢水厭氧出水的平均COD由477.69mg·L-1降至45.81mg·L-1。COD和NH4+-N主要在濕地一區(qū)去除,COD去除機(jī)制包括在沸石層的好氧降解及在磚渣層的反硝化,NH4+-N由155.29mg·L-1降至69.44mg·L-1,其首先在沸石層被吸附及轉(zhuǎn)化為NO3--N,隨后NO-3-N在磚渣層被還原為N2。

三級(jí)人工濕地采用潮汐流的方式運(yùn)行,復(fù)氧效果良好,ORP基本在400mV以上。啟動(dòng)后,濕地二區(qū)和三區(qū)可將沸石在啟動(dòng)階段過量吸附的NH+4-N轉(zhuǎn)化為NO3--N,出水質(zhì)量濃度分別為94.1mg·L-1和176.1mg·L-1。三級(jí)生物沸石人工濕地在進(jìn)水NH4+-N負(fù)荷較高或環(huán)境條件不利情況下,可先將NH4+-N吸附,隨后再緩慢再生,釋放對(duì)NH4+-N的吸附位點(diǎn),即對(duì)沖擊負(fù)荷等不利條件的適應(yīng)能力較強(qiáng)。